Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Айлер Р. -> "Химия кремнезема ч.2" -> 106

Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.

Айлер Р. Химия кремнезема ч.2. Под редакцией д-ра техн. наук проф. В.П.Прянишникова — М.: Мир, 1982. — 712 c.
Скачать (прямая ссылка): ailer2.djvu
Предыдущая << 1 .. 100 101 102 103 104 105 < 106 > 107 108 109 110 111 112 .. 310 >> Следующая

Силикагели и порошки
665
В том случае, когда известно изменение 5 в зависимости от п, значение Я можно подсчитать из последнего уравнения путем подстановки
с _ 2750
где а и Я даются в нанометрах. Согласно Брокхоффу и Лин-сену [4], диаметр молекулы азота должен быть взят равным
Рис. 5.5. Схематическое изображение неиспользуемой площади вблизи точки
контакта между двумя сферическими частицами при адсорбции азота, д — радиус сферической частицы, нм; а — радиус молекулы азота, равный 0,177 нм; Ъ — радиус недоступной для адсорбции круговой площади:
(# + а)2=/?2 + й2; й2=а(2/? + а)
Приблизительная величина неиспользуемой площади в расчете на одни контакт одной частицы составляет ЛЬ2. Доля неиспользуемой площади поверхности сферических частиц составляет в расчете на один контакт a(2R + a)l4R"; немного более точное значение равно 0,5aR/(R + a)2, но оно менее удобно при решении уравнения относительного радиуса R.
3,54 А, а следовательно, а = 0,177 нм. Тогда уравнение запишется в виде
SR3- 137,5Я2+ т,7пЯ-Ю,76/г = 0 (1)
Объем пор pv, выражаемый в сантиметрах кубических на грамм Si02, можно перевести в величину пористости pf по уравнению
__Pv_
Pf ~ ^ + 0,455
где pf выражается в кубических сантиметрах пространнства пор, отнесенных к 1 см3 кремнезема. Далее можно определить среднее значение координационного числа, используя кривую А, показанную на рис. 5.4. Тогда по данному измеренному значению удельной поверхности S и полученному координационному числу
666
Глава 5
п можно подсчитать из уравнения (1) значение радиуса частицы /?. После этою вычисляется значение 5е из соотношения 5е = 2750/2/?. Ниже представлены данные Эвери и Рамзая:
Давление, Средняя Координацион- Подсчитанное Подсчитанное
кг/см2 удельная ное число п значение Н, значение
поверхность, нм '
м2
м2/г
0 636 - - -
1550 522 5,6 2,02 680
7750 373 9,8 2,10 655
Рассчитанные значения 5о хорошо согласуются со значением 5 = 636 м2/г, измеренным для исходного рыхлого, неспрес-сованного порошка, который должен иметь очень небольшое координационное число. Это обстоятельство указывает на то, что многие частицы в исходном состоянии могут удерживаться в сетке, имея лишь одну точку контакта.
Удобной для применения формой уравнения является
Ц = п • 0,0885//? — 0,0075//?2
где — доля суммарной поверхности сферических частиц, теряемая вследствие того, что каждая сфера с радиусом /? соприкасается с п окружающими ее сферами.
На основании дальнейших исследований де Бур и др. [45] получили несколько более точное выражение
= 0,0885ц (/; + *177)2
В этом случае для подсчета радиуса частиц /? при известных измеренных значениях 5 и п используется следующее уравнение:
с_ , 07К (/? + 0,177)2 _ 0,885/1/? (Я + 0,177)2 - ШЬ Л (/?+ 0,177)2
Барби [8] провел аналогичные расчеты.
Такие подсчеты не применимы, когда сферические частицы упаковываются настолько плотно, что поры оказываются слишком малыми, а единичная молекула азота — слишком большой, чтобы войти в пору и заполнить ее по ширине. Следовательно, при более плотно спрессованных образцах кремнезема удельная поверхность, измеренная по адсорбции азота, оказывается слишком заниженной по сравнению с истинной. Этот случай обсуждался авторами работы [136], которые показали, что истинное значение удельной поверхности в таком случае может оказаться в 3,63 раза большим по сравнению с кажущимся значением, а также то, что по методу адсорбции азота нельзя установить наличие пор с диаметрами менее чем 1,4 нм. Даже поры,
Силикагели и порошки
667
диаметр которых равен при измерении по адсорбции азота 2,0 нм, на самом деле имеют меньший диаметр, более близкий к 1,0 нм. Этим фактом, вероятно, объясняется то, что диаметры пор для прессованного кремнезема с диаметром частиц 4 нм в два раза превышают диаметры пор, рассчитанные из геометрической упаковки частиц.
Потеря доли удельной поверхности при вступлении в контакт сферических частиц наблюдалась также при прессовании аэрогеля с одновременным измерением изотерм адсорбции, изменяющихся в зависимости от давления прессования. Такие измерения нельзя выполнять для силикагелей, из которых удалена вода при высушивании, так как подобные структуры уже сжаты в результате сил поверхностного натяжения, действовавших в процессе высушивания. С другой стороны, высокопористые аэрогели приготовляются без сжатия структуры, так что можно получить небольшие по размеру частицы с высоким значением удельной поверхности, с широкими порами и очень большим объемом пор.
Николаон и Тейчнер [137] выполнили измерения изотерм адсорбции азота на исходном аэрогеле, а также на образцах аэрогеля после механического сжатия и уплотнения, как это представлено в табл. 5.2 и на рис. 5.6. Исходный аэрогель представлял собой чрезвычайно легкое твердое вещество, объем которого был равен 100 см3, а масса всего 5 г (ир = 8 см3/г). Однако после заполнения этого вещества жидким азотом и последующего испарения азота под действием поверхностного натяжения такой жидкости происходила усадка структуры и величина ир понижалась до 2,38 см3/г. После того как этот порошок кремнезема механически прессовался (в вакуумных условиях), получались уже другие кривые изотерм, показанные на рис. 5.6.
Предыдущая << 1 .. 100 101 102 103 104 105 < 106 > 107 108 109 110 111 112 .. 310 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed